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2012 年河北预赛(高三卷) · 第 5 题
F2填空题等比数列与等差数列
已知正项等比数列 {an} 满足 a7=a6+2a5,若存在两项 am,an 使得 aman=4a1,则 m1+n4 的最小值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:3/2
解析
思路
先从相邻等比关系求出正公比,再把平方根条件化成项号的定和约束,最后在整数项号中检查锋利下界是否可达。
解答
正项等比数列的公比 q>0。由 a7=a6+2a5,除以 a5>0,得 q2=q+2,所以 q=2。又
aman=a1⋅2(m+n−2)/2=4a1,
得 m+n=6。由柯西不等式,
(m1+n4)(m+n)≥(1+2)2=9,
故目标至少为 3/2。等号要求 n=2m,与定和联立得 m=2,n=4,是合法正整数。因此最小值为 3/2。
复核
m=2,n=4 时平方根为 a1⋅2(2+4−2)/2=4a1,原约束确成立;目标为 1/2+4/4=3/2。负公比解 −1 不符合正项条件,未混入。
方法总结
等比项的几何平均可转为项号和。连续实数下界求出后,还要核取等项号是原题允许的正整数。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
先由正项等比关系筛出合法公比,把几何平均条件转成项号的定和;均值下界求出后,须检查等号项号仍为允许的正整数。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:设首项和公差(公比)
专题卡:看出等比关系的题:求公比,整段提公因子,再定范围